熱對流不僅廣泛存在于自然界中,而且由于其優(yōu)良的換熱效果,在工業(yè)中也常常被應(yīng)用于換熱器和電子元件的冷卻、晶體生長以及核反應(yīng)堆設(shè)計等領(lǐng)域。Rayleigh-Bénard（RB）對流系統(tǒng)是從眾多自然現(xiàn)象和工業(yè)實際中抽象出來的熱對流物理模型。其中,Prandtl（Pr）數(shù)作為表征流體特性的系統(tǒng)控制參數(shù),對RB對流有著非常重要的影響。然而,在以往的工作中,這方面的實驗研究還比較缺乏。本文對Pr數(shù)如何影響RB對流中的羽流、大尺度環(huán)流以及它們的相關(guān)性質(zhì)開展了實驗研究。我們采用5種不同粘度的二甲基硅油（Pr=11.7、20.5、49.3、81.6、145.7）作為工作流體,并在4個尺寸不同、但幾何比例一樣（長高比Γ_x=1.0,寬高比Γ_y=0.3）的長方體對流槽中開展實驗,從而保證在改變Pr數(shù)的同時,Rayleigh（Ra）數(shù)的變化范圍保持不變。本論文的內(nèi)容主要包括以下兩個部分。在第一部分,我們使用標(biāo)準(zhǔn)的陰影流動顯示技術(shù),觀測不同Pr數(shù)下RB對流中的羽流和大尺度環(huán)流結(jié)構(gòu),并利用光學(xué)流測速法對流場陰影圖進(jìn)行半定量分析。第一部分實驗中的Ra數(shù)變化范圍為2.4×10... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

RB湍流熱對流系統(tǒng)示意圖

板和C2板之間有凹槽（如圖2-2所示，以12.6 cm × 12.6 cm × 3.78 cm 為例）與 B1、B2、B3 和 B4 四個孔連通，用來通冷卻水使上板滿足恒溫冷卻條件。C2板下表面按照有機玻璃邊壁的尺寸挖有凹槽，凹槽內(nèi)導(dǎo)入硅膠以保證密封性。上板內(nèi)的冷水從B1進(jìn)，從B3出，從B4進(jìn)，從B2出，逆流布置，以得到更好的冷卻效果。使用的冷水機（AP15R-30-A12Y

PolyScience，如圖2-3所示）可以在-30 C～200 C范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)到小數(shù)點后三位的溫度，最大功率為915W。圖2-2 C1板的構(gòu)造- 15 -

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]湍流熱對流Prandtl數(shù)效應(yīng)的數(shù)值研究[J]. 包蕓,高振源,葉孟翔.  物理學(xué)報. 2018(01)
[2]湍流熱對流近底板流態(tài)與溫度邊界層特性[J]. 黃茂靜,包蕓.  物理學(xué)報. 2016(20)
[3]Rayleigh-Bénard湍流熱對流研究的進(jìn)展、現(xiàn)狀及展望[J]. 周全,夏克青.  力學(xué)進(jìn)展. 2012(03)



本文編號：3342787